【网络协议】精讲DHCP协议！图解超赞超详细！！！

亲爱的用户，打开微信，搜索公众号：“风云说通信”，即可免费阅读该文章~~

目录

1. DHCP协议

1.1 DHCP协议理解

1.2 DHCP报文种类

1.3 DHCP报文各字段的含义

1. DHCP协议

1.1 DHCP协议理解

DHCP定义：

       DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）,前身是BOOTP协议，是一个局域网的网络协议，位于OSI模型的应用层，使用UDP协议工作，DHCP通常被用于局域网环境，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使client动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。简单来说，DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。

DHCP端口号：

• DHCP主要有两个端口号，分别是UDP 67和UDP 68

• DHCP客户端向DHCP服务器发送报文时采用67端口号，DHCP服务器向DHCP客户端发送报文时采用68端口号（服务端监听的端口为67，客户端监听的端口为68）

DHCP作用:

• 动态分配IP地址，过程自动化，终端无需一一手工配置，配置信息统一管理（DNS,网关），IP地址有限、需要大量配置IP地址、经常移动终端。主要有两个用途：

      1. 用于内部网或网络服务供应商自动分配IP地址给用户

      2. 用于内部网管理员对所有电脑作中央管理

• 使用DHCP分配地址的优势：

      1.减少IP地址的配置

      2.防止IP地址冲突

      3.简化运维（所有的终端IP都由DHCP服务器分配，集中管理监控）

DHCP适用性：

• DHCP用一台或一组DHCP服务器来管理网络参数的分配，这种方案具有容错性。甚至对于那些很少改变地址的服务器来说，DHCP仍然被建议用来设置它们的地址。如果服务器需要被重新分配地址（RFC 2071）的时候，就尽可能不去做更改。对于一些设备，如路由器和防火墙，则不应使用DHCP。

• 把TFTP或SSH服务器放在同一台运行DHCP的机器上也是有用的，目的是为了集中管理。DHCP也可用于直接为服务器和桌面计算机分配地址，并且透过一个PPP代理，也可为拨接及宽带的主机，以及住宅NAT网关和路由器分配地址。DHCP一般不适用于使用在无边际路由器和DNS服务器上。

DHCP历史：

      DHCP于1993年10月成为标准协议，其前身是BOOTP协议。当前的DHCP定义可以在RFC 2131中找到，而基于IPv6的建议标准（DHCPv6）可以在RFC 3315中找到。

DHCP原理：

• 动态主机设置协议（DHCP）是一种使网络管理员能够集中管理和自动分配IP网络地址的通信协议。

• 在IP网络中，每个连接Internet的设备都需要分配唯一的IP地址。DHCP使网络管理员能从中心节点监控和分配IP地址。当某台计算机移到网络中的其它位置时，能自动收到新的IP地址。

• DHCP使用了租约的概念，或称为计算机IP地址的有效期。租用时间是不定的，主要取决于用户在某地连接Internet需要多久，这对于教育行业和其它用户频繁改变的环境是很实用的。透过较短的租期，DHCP能够在一个计算机比可用IP地址多的环境中动态地重新配置网络。DHCP支持为计算机分配静态地址，如需要永久性IP地址的Web服务器。

• DHCP和另一个网络IP管理协议BOOTP类似。当前两种配置管理协议都得到了普遍使用，其中DHCP更为先进。某些操作系统，如Windows NT/2000，都带有DHCP服务器。DHCP或BOOTP客户端是装在计算机中的一个程序，这样就可以对其进行配置操作。

DHCP分配IP地址方式：

（1）手工配置方式：通过网络管理员手工配置某台客户端特定的IP地址，当客户端请求分配时，DHCP服务器就将手动配置的IP地址分配给客户端。

（2）自动配置方式：当DHCP客户端第一次向服务端租用到第一个IP地址后，就将这个IP地址永久分配给客户端使用。

（3）动态配置方式：服务器暂时分配一个IP地址给客户端，根据租约到期或者续约租期的方式来管理分配的IP地址。

1.2 DHCP报文种类

DHCP一共有8种报文，各种类型报文的基本功能如下：

1.3 DHCP报文各字段的含义

• op：报文的操作类型。分为请求报文和响应报文。1：请求报文，2：应答报文。即client送给server的封包，设为1，反之为2。 

      请求报文：DHCP Discover、DHCP Request、DHCP Release、DHCP Inform和DHCP Decline。

      应答报文：DHCP Offer、DHCP ACK和DHCP NAK。

• htype：DHCP客户端的MAC地址类型。MAC地址类型其实是指明网络类型。htype值为1时表示为最常见的以太网MAC地址类型。

• hlen：DHCP客户端的MAC地址长度。以太网MAC地址长度为6个字节，即以太网时hlen值为6。

• hops：DHCP报文经过的DHCP中继的数目，默认为0。DHCP请求报文每经过一个DHCP中继，该字段就会增加1。没有经过DHCP中继时值为0。(若数据包需经过router传送，每站加1，若在同一网内，为0。)

• xid：客户端通过DHCP Discover报文发起一次IP地址请求时选择的随机数，相当于请求标识。用来标识一次IP地址请求过程。在一次请求中所有报文的Xid都是一样的。

• secs：DHCP客户端从获取到IP地址或者续约过程开始到现在所消耗的时间，以秒为单位。在没有获得IP地址前该字段始终为0。(DHCP客户端开始DHCP请求后所经过的时间。目前尚未使用，固定为0。)

• flags：标志位，只使用第0比特位，是广播应答标识位，用来标识DHCP服务器应答报文是采用单播还是广播发送，0表示采用单播发送方式，1表示采用广播发送方式。其余位尚未使用。(即从0-15bits，最左1bit为1时表示server将以广播方式传送封包给client。) 

    注意：在客户端正式分配了IP地址之前的第一次IP地址请求过程中，所有DHCP报文都是以广播方式发送的，包括客户端发送的DHCP Discover和DHCP Request报文，以及DHCP服务器发送的DHCP Offer、DHCP ACK和DHCP NAK报文。当然，如果是由DHCP中继器转的报文，则都是以单播方式发送的。另外，IP地址续约、IP地址释放的相关报文都是采用单播方式进行发送的。

• ciaddr：DHCP客户端的IP地址。仅在DHCP服务器发送的ACK报文中显示，因为在得到DHCP服务器确认前，DHCP客户端是还没有分配到IP地址的。在其他报文中均显示，只有客户端是Bound、Renew、Rebinding状态，并且能响应ARP请求时，才能被填充。

• yiaddr：DHCP服务器分配给客户端的IP地址。仅在DHCP服务器发送的Offer和ACK报文中显示，其他报文中显示为0。

• siaddr：下一个为DHCP客户端分配IP地址等信息的DHCP服务器IP地址。仅在DHCP Offer、DHCP ACK报文中显示，其他报文中显示为0。(用于bootstrap过程中的IP地址) 

    一般来说是服务器的ip地址.但是注意！根据openwrt源码给出的注释，当报文的源地址、siaddr、option­>server_id字段不一致（有经过跨子网转发）时，通常认为option­>srever_id字段为真正的服务器ip，siaddr有可能是多次路由跳转中的某一个路由的ip

• giaddr：DHCP客户端发出请求报文后经过的第一个DHCP中继的IP地址。如果没有经过DHCP中继，则显示为0。(转发代理（网关）IP地址)

• chaddr：DHCP客户端的MAC地址。在每个报文中都会显示对应DHCP客户端的MAC地址。

• sname：为DHCP客户端分配IP地址的DHCP服务器名称（DNS域名格式）。在Offer和ACK报文中显示发送报文的DHCP服务器名称，其他报文显示为0。

• file：DHCP服务器为DHCP客户端指定的启动配置文件名称及路径信息。仅在DHCP Offer报文中显示，其他报文中显示为空。

• options：可选项字段，长度可变，格式为”代码+长度+数据”，细节如下：

Options在报文中展现如下：

有同学喜欢表格形式展示DHCP各字段含义，在此也提供给大家了哦~

0                               15 +---------------------------------+ |    B   |      flags(2)          | +---------------------------------+

下一期，将细致讲解DHCP工作原理！敬请关注！